《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書教學(xué)內(nèi)容

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書-塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（一）塑料模具課程設(shè)計(jì)的目的塑料模具課程設(shè)計(jì)是塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)課程中的最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一次對(duì)學(xué)生進(jìn)行比較全面的塑料模具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，其目的是：（1）通過模具課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生綜合應(yīng)用塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)及其他相關(guān)課程的基本知識(shí)來解決工程實(shí)際中的具體設(shè)計(jì)問題，以進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)課程的知識(shí)。（2）通過模具課程設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)行了一次較為完整的塑料模具設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)生初步掌握塑料模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和基本方法，進(jìn)

2、一步提高學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立工作能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后從事模具設(shè)計(jì)與制造工作奠定基礎(chǔ)。（3）通過模具課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生查閱技術(shù)資料和手冊(cè)的能力，熟悉并正確應(yīng)用有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（4）通過模具課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，強(qiáng)化學(xué)生的質(zhì)量意識(shí)和時(shí)間觀念，使學(xué)生初步形成從業(yè)的基本素職。（二）課程設(shè)計(jì)的任務(wù)塑件形狀:以蓋狀零件為例設(shè)計(jì)注塑模具，塑件形狀、尺寸、公差等自行擬定。例如：塑件說明：塑件材料為ABS。采用注射成型，進(jìn)行大批量生產(chǎn)，以滿足日常生活用品的需要。技術(shù)要求：1、壁厚均勻；2、塑件不允許有裂紋和變形缺陷；3、脫模斜度301；4、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：根據(jù)塑

3、件大小設(shè)計(jì)成多型腔或單型腔模具。課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求：要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成如下任務(wù)：繪制塑料制件圖一張（A4）（手工繪圖，或用計(jì)算機(jī)繪圖）繪制塑料注射模裝配圖一張（A2及以上，根據(jù)塑件尺寸自行選擇，及以細(xì)節(jié)表達(dá)清晰為準(zhǔn)）（必須手工繪圖）繪制模具零件工作圖23張（手工繪圖，或用計(jì)算機(jī)繪圖）編寫設(shè)計(jì)說明書一份（要求設(shè)計(jì)過程詳細(xì)，圖文并茂）注意：圖紙的線形、標(biāo)注、公差等嚴(yán)格按照機(jī)制繪圖標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。(三)塑料注射模具設(shè)計(jì)步驟（僅供參考，可自行安排）1.塑件成型工藝分析（1）塑件成型特性的分析根據(jù)塑件圖中標(biāo)明的塑料品種，分析該塑料的使用性能及成型性能；查閱該塑料的比重、比容、收縮率及流動(dòng)性等特性。（2）塑件

4、的結(jié)構(gòu)工藝性分析認(rèn)真閱讀塑件圖，審核塑件的幾何形狀、尺寸公差等級(jí)、表面粗糙度、塑件壁厚及其他技術(shù)要求，必要時(shí)還需閱讀該塑件所屬的部件圖（或組件圖）和了解該塑件的使用條件、使用壽命、載荷特性及其數(shù)值等。據(jù)此分析塑料注射成型工藝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。（3）明確生產(chǎn)批量小批量生產(chǎn)時(shí)，為了降低成本，模具盡可能簡(jiǎn)單，通常采用單型腔；大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下，盡量采用一模多腔或高速自動(dòng)化生產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，因此對(duì)模具的推出機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、塑件和澆注系統(tǒng)凝料的脫模以及凸、凹模的結(jié)構(gòu)提出了嚴(yán)格的要求。(4)計(jì)算塑件的體積計(jì)算塑件體積的目的是為了選擇注射機(jī)和確定型腔數(shù)量，提高設(shè)備的利

5、用率和生產(chǎn)率。塑件體積的計(jì)算可用手工計(jì)算，即將塑件分成若干個(gè)簡(jiǎn)單幾何體，查閱有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算；也可以運(yùn)用有關(guān)軟件，在繪制三維立體圖后即自動(dòng)生成體積數(shù)值。（5）確定型腔數(shù)量型腔數(shù)量的確定取決于塑件的生產(chǎn)批量、塑件的精度要求和注射機(jī)的生產(chǎn)能力。當(dāng)塑件的精度要求高、生產(chǎn)批量小時(shí)宜選用單型腔；生產(chǎn)批量大時(shí)在滿足塑件質(zhì)量的前提下，盡可能采用多型腔。當(dāng)企業(yè)所擁有的注射機(jī)型號(hào)單一，即塑件只限制在某型號(hào)的注射機(jī)上成型加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)該注射機(jī)的最大注射量和鎖模力來確定型腔數(shù)量。（6）確定注射成型工藝根據(jù)塑件圖上標(biāo)明的塑料品種，查閱相關(guān)資料確定注射成型工藝，包括如下內(nèi)容：1）注射機(jī)的類型（柱塞式或螺桿式）2）螺

6、桿轉(zhuǎn)速3）噴嘴形式和溫度4）料筒溫度（前段、中段和后段）和模具溫度5）注射壓力和保壓壓力6)成型周期（包括注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間）（7）初選注射機(jī)根據(jù)以上分析，初選注射機(jī)的型號(hào)及規(guī)格，查閱并記錄如下技術(shù)參數(shù)：最大注射量；額定鎖模力；最大注射壓力及注射速度；4）模板尺寸及拉桿間距；5）最大模具厚度及最小模具厚度；6）模具的緊固方式、模板上的螺孔直徑及分布；7）開合模行程8）脫模頂出行程、頂出桿的直徑及位置9）噴嘴頭部孔徑及球面半徑10）定位圈直徑2分型面及澆注系統(tǒng)的確定（1）分型面的確定選擇分型面應(yīng)考慮如下問題：是否能確保塑件的成型質(zhì)量；是否容易清除分型面部位的毛刺及飛邊；是否有利于排除模

7、具型腔內(nèi)的氣體；模具分型后塑件是否留在動(dòng)模。（2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求如下：排氣良好；流程短；防止小型芯變形；4）壓力損失和熱量損失少；5）塑件的修整方便；6）防止塑件變形；7）盡可能減少澆注系統(tǒng)的容積設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)選擇合適的澆口類型、數(shù)量及位置，并加以論證。用平面圖或立體圖把構(gòu)思表達(dá)出來。澆注系統(tǒng)各組成部分的零件應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。3.塑料模具設(shè)計(jì)的方案論證（1）型腔的布局由于注射機(jī)的料筒通常位于定模板的中心線上，由此決定了單型腔模具的型腔位置必然處于定模板的中心線上。而對(duì)于一模多腔的模具，其型腔的分布也盡量與模具的中心線對(duì)稱，并滿足以下條件：各型腔在澆注時(shí)應(yīng)確保均衡進(jìn)料

8、和同時(shí)充滿型腔；盡量縮短到各型腔的流程，以降低廢料率；各型腔之間應(yīng)有足夠的空間設(shè)置冷卻水道、頂出桿等結(jié)構(gòu)和零件。（2）成型零件的結(jié)構(gòu)及其固定方式成型零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工，盡量采用鑲拼結(jié)構(gòu)，以降低制造難度和節(jié)約貴重的模具材料。應(yīng)合理地確定鑲塊的分割位置及固定方法。對(duì)于有嵌件的塑件還需考慮嵌件的安裝和定位方式。（3）推出機(jī)構(gòu)的確定開模時(shí)應(yīng)盡量使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，這樣可使推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，模具結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單；推出元件的布局應(yīng)合理，確保推力分布均勻；塑件脫模時(shí)應(yīng)不變形，不損傷塑件的外觀質(zhì)量；推出機(jī)構(gòu)的推出和復(fù)位應(yīng)可靠且運(yùn)動(dòng)靈活，制造及配換方便容易。（4）抽芯機(jī)構(gòu)的確定抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須確保抽芯及復(fù)位

9、動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)軌跡控制合理、安全可靠、便于制造和維修。如采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，則必須避免側(cè)滑塊與推桿的干涉現(xiàn)象，必要時(shí)可設(shè)計(jì)先復(fù)位機(jī)構(gòu)。（5）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證從塑料的成型特性出發(fā)，認(rèn)真分析模具是否需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)。若設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，就必須考慮冷卻水道的數(shù)量、布局及加工等問題。在選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)要適當(dāng)選擇尺寸大一點(diǎn)的模架，確保冷卻水道不與其他模具零件干涉。4.主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）成型零件的尺寸計(jì)算在計(jì)算成型零件的尺寸時(shí)應(yīng)注意：1）為使塑件成型后脫模方便，沿脫模方向應(yīng)設(shè)計(jì)脫模斜度。一般情況下，脫模斜度不包括在尺寸公差范圍內(nèi)，其中外形以大端尺寸符合圖紙尺寸公差為要求，斜度取向小端方向；內(nèi)形則以小端

10、尺寸符合圖紙尺寸公差為要求，斜度取向大端方向。2）分析塑件圖中未注公差的尺寸中那些應(yīng)按正偏差標(biāo)注，那些應(yīng)按負(fù)偏差標(biāo)注，那些應(yīng)按正負(fù)偏差標(biāo)注。對(duì)于收縮范圍較大的塑料，采用平均收縮率計(jì)算成型尺寸時(shí)，是否會(huì)使塑件尺寸超差需進(jìn)行一次驗(yàn)算，其驗(yàn)算公式為：（-）L（2）模具概略尺寸的確定根據(jù)模具強(qiáng)度和剛度的計(jì)算公式，求出型腔的壁厚，也可直接采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法或查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)等方式確定模具的概略尺寸，再據(jù)此選用標(biāo)準(zhǔn)模架。但應(yīng)注意下列要點(diǎn)：1）對(duì)于單型腔模具，其型腔壁厚確定后，再加上型腔尺寸即為凹模的長(zhǎng)度和寬度或直徑。2）對(duì)于多型腔模具，應(yīng)根據(jù)型腔和澆注系統(tǒng)的布局及尺寸、相鄰型腔間的壁厚等因素決定型腔板的周界尺寸。

11、3）對(duì)于具有抽芯機(jī)構(gòu)的模具，型腔板的周界尺寸應(yīng)適當(dāng)放大。4）繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，在圖上簡(jiǎn)要標(biāo)注已確定的尺寸，以供選用模架和正式繪圖時(shí)使用。5）選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)草圖先選用相應(yīng)的模體結(jié)構(gòu)，再根據(jù)型腔數(shù)量、塑件尺寸、投影面積及推出塑件的要求確定合適的模體尺寸。周界尺寸一經(jīng)確定，應(yīng)審核該模具能否安裝在已選定的注射機(jī)上。（3）抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)保證塑件在推出時(shí)不變形，因此就應(yīng)當(dāng)正確計(jì)算推出力的大小和位置。并且應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1）推出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯；推力面應(yīng)盡可能大，以減小單位面積上的壓力，使塑件不致變形。2）推出力應(yīng)作用在塑件能承受作用力最大的地方

12、，盡量避免推出力作用在塑件的薄壁上。3）盡量不損傷塑件的外觀，推桿盡量設(shè)置在塑件的加工面上或內(nèi)側(cè)面。4）為了制造和維修方便，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，如標(biāo)準(zhǔn)圓形推桿等。5）合理確定塑件的推出距離。對(duì)于大型、深腔殼體的硬塑件，推出后不能讓其自由落下以免摔壞，因此這類塑件的推出距離是型芯最大凸出高度的左右；對(duì)于小型塑件或軟塑件，為了能連續(xù)注射，其頂出距離應(yīng)略大于型芯的最大凸出高度。（5）成型設(shè)備的校核計(jì)算模具的總體結(jié)構(gòu)草圖完成后，還需對(duì)初選的成型設(shè)備進(jìn)行校核計(jì)算，其內(nèi)容有：1）注射機(jī)的注射壓力校核2）注射量的校核3）鎖模力的校核4）開合模行程的校核5）頂出距離的校核6）安裝尺寸的校核通過以上校核就可知選用

13、的成型設(shè)備是否合適。對(duì)于某些項(xiàng)目經(jīng)校核后確認(rèn)不合適的，應(yīng)重選成型設(shè)備或調(diào)整結(jié)構(gòu)草圖中的某些相關(guān)尺寸。5.繪制裝配圖（1）作圖比例和圖面布置1）繪圖尺寸盡量選用1：1。也可以根據(jù)圖紙大?。ú荒苄∮贏2）選擇合適的比例，以細(xì)節(jié)表達(dá)清晰為準(zhǔn)。2）模具圖一般采用主視圖和俯視圖兩個(gè)視圖，主視圖采用剖視法，俯視圖畫拆去定模部分后的實(shí)際投影。如兩個(gè)視圖還無法表達(dá)清楚，則可增加其他視圖（局部視圖、剖視圖、剖面圖等）。3)塑件圖布置在裝配圖的右上角，并注明塑件名稱、塑料牌號(hào)等要素，標(biāo)注尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。塑件圖尺寸較大或形狀較為復(fù)雜時(shí)，可單獨(dú)畫塑件圖。4）裝配圖上需標(biāo)注模具的外形尺寸（長(zhǎng)寬高）、配合

14、尺寸、安裝尺寸、閉模高度及其他重要尺寸，其余的次要尺寸一般不標(biāo)。5）總裝圖上零件序號(hào)的標(biāo)注應(yīng)不漏標(biāo)、不重標(biāo)；引線不交叉；零件序號(hào)一般按順時(shí)鐘方向順序排列；字體嚴(yán)格使用仿宋體，字間距均勻、對(duì)齊。（2）標(biāo)題欄及明細(xì)表標(biāo)題欄內(nèi)容應(yīng)按統(tǒng)一要求填寫，設(shè)計(jì)者必須在相應(yīng)的位置簽名。編制明細(xì)表必須包括零件序號(hào)、零件圖號(hào)、零件名稱與規(guī)格、材料及熱處理等要求。零件序號(hào)應(yīng)自下而上進(jìn)行排列；材料應(yīng)注明牌號(hào)并應(yīng)盡量減少材料的種類；標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)注明標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、名稱和規(guī)格；非標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)編寫圖號(hào)；零件名稱欄中的文字應(yīng)首尾兩字對(duì)齊、字的間距均勻、字體大小一致。6.繪制零件圖（1）視圖和比例尺的選擇零件圖比例尺大都采用1:1。小尺寸或尺寸

15、較多的零件則需放大比例繪制。視圖的選擇可參考下列建議：1）軸類零件通常只需一個(gè)視圖，按加工位置布置較好。2）板類零件通常需要主視圖和俯視圖兩個(gè)視圖，一般按裝配位置布置較好。3）鑲拼組合成型零件應(yīng)先畫組件圖，再畫零件圖，以便于尺寸及公差的標(biāo)注，視圖可按裝配位置布置。（2）尺寸標(biāo)注的基本規(guī)范尺寸標(biāo)注要做到既不少標(biāo)、漏標(biāo)，又不多標(biāo)、重標(biāo)，同時(shí)還應(yīng)使圖面尺寸的布置清晰、美觀。1）正確選擇基準(zhǔn)面盡量使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)一致，避免工藝尺寸的換算。成型零件的尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)應(yīng)與塑件圖中相應(yīng)的基準(zhǔn)一致。2）尺寸布置合理大部分尺寸最好集中標(biāo)注在最能反映零件特征的視圖上。如對(duì)于板類零件而言，主視圖上應(yīng)集中標(biāo)

16、注厚向尺寸，而平面內(nèi)各尺寸則應(yīng)集中標(biāo)注在俯視圖上。3）脫模斜度的標(biāo)注脫模斜度有三種標(biāo)注方法：其一是大、小端尺寸均標(biāo)出；其二是標(biāo)出一端尺寸，再標(biāo)注角度；其三是在技術(shù)要求中注明。4）有精度的位置尺寸需與軸類零件配合的各通孔中心距、多型腔模具的型腔間距等，其位置尺寸如有精度要求，則中心距尺寸應(yīng)標(biāo)注公差。5）螺紋尺寸及齒輪尺寸對(duì)于螺紋成型件和齒輪成型件，還需在零件圖上列出主要幾何參數(shù)及其公差。（3）表面粗糙度及形位公差1）各個(gè)表面的粗糙度均應(yīng)注明。如多個(gè)表面的粗糙度要求相同，可集中在圖紙的右上角同一標(biāo)注。2）有形位公差要求的結(jié)構(gòu)要素則需標(biāo)注形位公差。（4）技術(shù)要求及標(biāo)題欄零件圖上的技術(shù)要求應(yīng)注明在標(biāo)題

17、欄的上方，逐條注明在零件圖上無法標(biāo)注的其他技術(shù)要求，如熱處理、電鍍、去毛刺等等。標(biāo)題欄內(nèi)應(yīng)按統(tǒng)一規(guī)定填寫，如零件名稱、零件材料、圖號(hào)、比例、零件數(shù)量和設(shè)計(jì)者簽名。7.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的整理和總結(jié)，也是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù)和審核設(shè)計(jì)的主要技術(shù)文件（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的內(nèi)容（僅供參考，可自行安排）1）目錄（標(biāo)題及頁碼）；2）設(shè)計(jì)任務(wù)書；3）塑件成型工藝分析；4)分型面及澆注系統(tǒng)的確定；5）塑料模具設(shè)計(jì)的方案論證；6）主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算；7）其他的一些技術(shù)說明，如說明裝配和拆卸過程中的注意事項(xiàng)等。7）設(shè)計(jì)體會(huì)；8）參考資料目錄。（2）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的基本要求

18、1）編寫的規(guī)范化設(shè)計(jì)計(jì)算說明書必須書寫在符合規(guī)定格式的用紙上或者用計(jì)算機(jī)打印，并裝訂成冊(cè)和填寫封面。2)計(jì)算的正確性eqoac(,1)計(jì)算的已知條件和力學(xué)模型必須正確；eqoac(,2)計(jì)算公式及重要數(shù)據(jù)的來源必須可靠；eqoac(,3)計(jì)算的過程必須條理清楚，具體的演算過程可以略去，但數(shù)據(jù)運(yùn)算必須準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)處理（如標(biāo)準(zhǔn)化、取精確值、圓整）應(yīng)符合要求；eqoac(,4)應(yīng)附有與計(jì)算有關(guān)的插圖；eqoac(,5)對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)有簡(jiǎn)短的結(jié)論。3）內(nèi)容的完整性編寫完后，應(yīng)檢查設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中包括的內(nèi)容是否完整。此外，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫應(yīng)做到行文流暢、精煉、書寫工整，不應(yīng)有錯(cuò)別字。（四）設(shè)計(jì)進(jìn)程階段主要內(nèi)容工作量（天）一設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：閱讀塑件圖和設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料，借閱設(shè)計(jì)手冊(cè)、繪圖工具0.5二塑件成型工藝分析0.5